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1、给排水工程与管网设计给排水工程与管网设计第一章第一章 给水排水管网系统概论给水排水管网系统概论1.1 给水排水系统的功能与组成给水排水系统的功能与组成给水排水系统是为人们的生活、消费和消防给水排水系统是为人们的生活、消费和消防提供用水和排出废水的设备总称。提供用水和排出废水的设备总称。义务：向各种不同类别的用户供应满足需义务：向各种不同类别的用户供应满足需求的水质、水量和水压，同时承当用户排求的水质、水量和水压，同时承当用户排出的废水的搜集、保送和处置，到达消除出的废水的搜集、保送和处置，到达消除废水中污染物质对人体安康的危害和维护废水中污染物质对人体安康的危害和维护环境的目的。环境的目的。
2、水的分类水的分类生活用水生活用水 居民生活用水满足一定水质规范居民生活用水满足一定水质规范 公共设备用水用水量大，集中，水质同生公共设备用水用水量大，集中，水质同生活用水活用水 工业企业生活用水水量和工业企业消费工工业企业生活用水水量和工业企业消费工艺、消费条件有关，水质同居民生活用水艺、消费条件有关，水质同居民生活用水工业消费用水工业消费用水 产品用水、工艺用水、辅助用水产品用水、工艺用水、辅助用水 对水量水质、水压要求差别很大对水量水质、水压要求差别很大市政消防用水市政消防用水 道路清洗、绿化浇灌、公共清洁卫生和消道路清洗、绿化浇灌、公共清洁卫生和消防用水防用水 给水系统：向不同类别的用户
3、供应满足需给水系统：向不同类别的用户供应满足需求的水。求的水。污水分类生活污水生活污水居民生活污水、工业企业生活污水居民生活污水、工业企业生活污水含有大量有机物，污染程度严重，废水处置含有大量有机物，污染程度严重，废水处置重点重点工业废水工业废水冷却洗涤水，简单处置冷却洗涤水，简单处置污染严重，须严厉处置污染严重，须严厉处置雨水雨水 排水系统：对废水进展搜集、保送和处置。排水系统：对废水进展搜集、保送和处置。 给水排水系统功能关系表示图水源取水设备给水处置设备供 水 泵 站城市给水管网企业给水管网居民生活用水公共设备用水市政用水消防用水工业企业消费用水工业企业生活用水工业企业消防用水城市雨水管
4、网城市污水管网工业废水管网工业废水处置设备城市污水处置设备排水受纳体自然降水给水排水系统主要功能1 1水量保证水量保证2 2水质保证水质保证 给水处置水质、贮水和输配水水质、排给水处置水质、贮水和输配水水质、排水水质水水质3 3水压保证水压保证 充分利用地形高差，水泵加压充分利用地形高差，水泵加压给水排水系统的组成水源取水系统水源取水系统 包包括括水水源源、取取水水设设备备、提提升升设设备备和和输输水水灌灌渠等。渠等。 给水处置系统给水处置系统 包包括括各各种种采采用用物物理理、化化学学、生生物物等等方方法法的的水质处置设备和构筑物。水质处置设备和构筑物。 给水管网系统给水管网系统 包包括括输
5、输水水管管渠渠、配配水水管管网网、水水压压调调理理设设备备泵泵站站、减减压压阀阀及及水水量量调调理理设设备备清清水水池池、水塔等等，简称输配水系统。水塔等等，简称输配水系统。排水管网系统排水管网系统 包包括括污污水水和和废废水水搜搜集集与与保保送送管管渠渠、水水量量调调理理池池、提提升升泵泵站站及及附附属属构构筑筑物物如如检检查查井井、跌水井、水封井、雨水口等等。跌水井、水封井、雨水口等等。 污水和废水处置系统污水和废水处置系统 包包括括各各种种采采用用物物理理、化化学学、生生物物等等方方法法的的水质净化设备和构筑物。水质净化设备和构筑物。排放和反复利用系统排放和反复利用系统 包包括括废废水水
6、受受纳纳体体如如水水体体、土土壤壤等等和和最最终终处处置置设设备备，如如排排放放口口、稀稀释释分分散散设设备备、隔隔离设备和废水回用设备等。离设备和废水回用设备等。给水排水系统的组成续1.2 给水排水系统任务原理给水排水系统的流量关系给水排水系统的流量关系取取水水系系统统给给水水处处置置系系统统给给水水管管网网系系统统用用户户排排水水管管网网系系统统排排水水处处置置系系统统排放或复排放或复用系统用系统清水池清水池均和池均和池调理池调理池水塔水塔Q1q1Q8Q2Q3Q4Q5Q6Q7q6q3q2q5q7q3清水池、均和池、水塔、调理池的作用清水池、均和池、水塔、调理池的作用给水排水系统的水质关系给
7、水排水系统的水质关系三个水质规范三个水质规范原水水质规范原水水质规范给水水质规范给水水质规范排放水水质规范排放水水质规范三个水量变化过程三个水量变化过程给水处置给水处置用户用水用户用水废水处置废水处置给水排水系统的水压关系给水排水系统的水压关系水压：用户用水需求，也是给水和排水保送的能水压：用户用水需求，也是给水和排水保送的能量来源。量来源。水的机械能：位能、压能和动能水的机械能：位能、压能和动能 测压管水头压力水头指位能和压能之和。测压管水头压力水头指位能和压能之和。水在保送中的压力方式：水在保送中的压力方式：全重力给水全重力给水一级加压给水一级加压给水二级加压给水二级加压给水多级加压给水多
8、级加压给水1.3 1.3 给水排水管网系统的功能和组成给水排水管网系统的功能和组成给水排水管网系统的功能和特点给水排水管网系统的功能和特点功能：功能：1 1水量保送水量保送2 2水量调理水量调理3 3水压调理水压调理特点：特点： 具有普通网络系统的特点：分散性、具有普通网络系统的特点：分散性、连通性、传输性、扩展性。连通性、传输性、扩展性。给水管网系统的构成给水管网系统的构成输水管渠：从水源到城市水厂或城市水厂到相距较输水管渠：从水源到城市水厂或城市水厂到相距较远管网的管线或渠道。远管网的管线或渠道。 铸铁管、钢管、钢筋混凝土管等；铸铁管、钢管、钢筋混凝土管等； 两条并行，适当地点连通。两条并
9、行，适当地点连通。配水管网：将水送到用户的管道系统配水管网：将水送到用户的管道系统 由主干管、干管、支管、衔接纳、分配管等构成。由主干管、干管、支管、衔接纳、分配管等构成。 附属设备：消火栓、阀门、监测仪表等。附属设备：消火栓、阀门、监测仪表等。水压调理设备泵站、减压阀水压调理设备泵站、减压阀水量调理设备清水池、水塔和高位水池水量调理设备清水池、水塔和高位水池 给水管网系统的构成给水管网系统的构成泵站泵站 供水泵站二级泵站普通设于水厂内部。供水泵站二级泵站普通设于水厂内部。 加压泵站三级泵站对远离水厂的供水区域或加压泵站三级泵站对远离水厂的供水区域或地形较高的区域进展加压。地形较高的区域进展加
10、压。水量调理设备清水池、水塔和高位水池水量调理设备清水池、水塔和高位水池 调理供水与用水的流量差，也可用于储存备用水调理供水与用水的流量差，也可用于储存备用水量，提高供程度安。量，提高供程度安。减压设备减压设备 减压阀、节流孔板等，降低和稳定输配水系统部减压阀、节流孔板等，降低和稳定输配水系统部分的水压。分的水压。排水管网系统的构成排水管网系统的构成废水搜集设备废水搜集设备排水管网排水管网水量调理池水量调理池提升泵站提升泵站输水管渠输水管渠排放口排放口排水管网系统的构成排水管网系统的构成1废水搜集设备室内污水管道及设备废水搜集设备室内污水管道及设备排水系统起端设备，经过水封管、支管、排水系统起
11、端设备，经过水封管、支管、竖管和出户管排到室外窨井，经过衔接窨竖管和出户管排到室外窨井，经过衔接窨井的排水支管将废水搜集到排水管道系统。井的排水支管将废水搜集到排水管道系统。 雨水口雨水口2排水管网排水管网排水管网由支管、干管、主干管等构成。非满流。排水管网由支管、干管、主干管等构成。非满流。 附属构筑物：雨水口、检查井、跌水井、溢流井、附属构筑物：雨水口、检查井、跌水井、溢流井、水封井等。水封井等。 3排水调理池排水调理池 指具有一定容积的污水、废水或雨水储存设指具有一定容积的污水、废水或雨水储存设备。用于调理排水管外流量与输水量或处置备。用于调理排水管外流量与输水量或处置水量的差值。水量的
12、差值。 降低下游顶峰排水量，减小输水灌渠或排水处降低下游顶峰排水量，减小输水灌渠或排水处置设备的设计规模，降低工程造价。置设备的设计规模，降低工程造价。事故时贮水，减小污染；均和水质。事故时贮水，减小污染；均和水质。5废水输水管渠废水输水管渠6废水排放口废水排放口岸边式，具有较好的防止冲刷才干。岸边式，具有较好的防止冲刷才干。分散式，废水与接纳水体均匀混合。分散式，废水与接纳水体均匀混合。4提升泵站提升泵站 提高排水的高程或提高排水的高程或使排水加压保送。使排水加压保送。1.4 给水排水管网系统类型与体制给水排水管网系统类型与体制 给水管网系统类型给水管网系统类型按水源数目分类分：按水源数目分
13、类分：1单水源给水管网系统单水源给水管网系统 2多水源给水管多水源给水管网系统网系统给水管网系统类型给水管网系统类型 按系统构成方式分类：按系统构成方式分类：1一致给水系统一致给水系统 根据生活饮用水水质规范，由同一管网供应根据生活饮用水水质规范，由同一管网供应生活、消费和消防用水到用户的给水系统。生活、消费和消防用水到用户的给水系统。 特点：一切用户用一个管网，一个水处置系特点：一切用户用一个管网，一个水处置系统；统； 造价低，运转费用高，会呵斥浪费。造价低，运转费用高，会呵斥浪费。 多用于用户集中，对水质、水压无特殊要求多用于用户集中，对水质、水压无特殊要求或相差不大、地势比较平坦、建筑层
14、数差别或相差不大、地势比较平坦、建筑层数差别不大的情况。不大的情况。2分质供水系统分质供水系统取水构筑物从同一水源或不同水源取水，经过不同取水构筑物从同一水源或不同水源取水，经过不同程度的净化过程，用不同的管道、分别将不同的水程度的净化过程，用不同的管道、分别将不同的水质供应各个用户的给水系统。质供应各个用户的给水系统。2分质供水系统分质供水系统工业用水、生活用水分质工业用水、生活用水分质饮用水、杂用水分质饮用水、杂用水分质直接饮用水占管网直接饮用水占管网12；优质优用有限水资源；优质优用有限水资源；可节省净水处置费用。可节省净水处置费用。但每一种水质要有独立的管网，多套管网造价高，但每一种水
15、质要有独立的管网，多套管网造价高，管理复杂。管理复杂。在水资源紧缺的新建居住区、工业区、海岛地域可在水资源紧缺的新建居住区、工业区、海岛地域可以思索运用。以思索运用。3分区给水系统分区给水系统把城市整个给水系统分为几个区，每区把城市整个给水系统分为几个区，每区有泵站和管网等，各区之间有适当的联有泵站和管网等，各区之间有适当的联络，以保证供水可靠和调度灵敏。络，以保证供水可靠和调度灵敏。3分区给水系统分区给水系统给水区域大、地形起伏、远间隔输水，分给水区域大、地形起伏、远间隔输水，分为并联分区和串联分区两种根本方式。为并联分区和串联分区两种根本方式。并联分区：由同一泵站内的低压和高压水并联分区：
16、由同一泵站内的低压和高压水泵分别供应低区和高区用水。泵分别供应低区和高区用水。供程度安可靠，水泵集中；管理方便，但供程度安可靠，水泵集中；管理方便，但管网造价高，需求高压输水管。管网造价高，需求高压输水管。串联分区：高低两区用水均由低区泵站供串联分区：高低两区用水均由低区泵站供应，高区用水再由高区水泵加压。应，高区用水再由高区水泵加压。管网造价低，但供程度安、可靠性较差，管网造价低，但供程度安、可靠性较差，水泵站分散，管理不便。水泵站分散，管理不便。供水区域较大，回落地形狭长，不同用户对水压要求供水区域较大，回落地形狭长，不同用户对水压要求不同，是由同一泵站内不同水泵分别供水到高压和低不同，是
17、由同一泵站内不同水泵分别供水到高压和低压管网。压管网。管网压力适宜，动力耗费低，供程度安。管网压力适宜，动力耗费低，供程度安。4分压给水系统分压给水系统5循环和循序给水系统循环和循序给水系统在工业消费中，所产生的废水经适在工业消费中，所产生的废水经适当处置后可以循环运用，或用作其当处置后可以循环运用，或用作其他车间和其他工业部门的消费用水。他车间和其他工业部门的消费用水。污水循环回用，清洁消费。污水循环回用，清洁消费。6区域性给水系统区域性给水系统由于水源遭到污染，几个城市集中在由于水源遭到污染，几个城市集中在上游取水，沿线分别供水。上游取水，沿线分别供水。对于城市化程度高的区域适用，并能对于
18、城市化程度高的区域适用，并能发扬规模效应，降低本钱。发扬规模效应，降低本钱。给水管网系统类型给水管网系统类型按输水方式分类：按输水方式分类：1重力输水管网系统重力输水管网系统2压力管网输水系统压力管网输水系统排水管网系统的体制排水管网系统的体制概念：概念：生活污水、工业废水和雨水可以采用一个管渠 来排除，也可以采用两个或两个以上独立的管 渠来排除，污水的这种不同排除方式所构成的 排水系统，称为排水体制。 分类：分类：合流制：直排式、截流式合流制：直排式、截流式分流制：完全分流制和非完全分流制分流制：完全分流制和非完全分流制合流制排水系统合流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一个管内
19、是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一个管内排除的系统。排除的系统。老城市早期运用，水体污染严重。老城市早期运用，水体污染严重。截流式合流制排水系统截流式合流制排水系统设截流干管、溢流井、污水厂。设截流干管、溢流井、污水厂。老城市排水系统改造时经常运用。简单易行，降低老城市排水系统改造时经常运用。简单易行，降低污染。污染。分流制排水系统分流制排水系统将将生生活活污污水水、工工业业废废水水和和雨雨水水分分别别在在两两个个或或两个以上各自独立的管渠内排除的系统。两个以上各自独立的管渠内排除的系统。排排除除生生活活污污水水和和工工业业废废水水的的系系统统称称为为污污水水排排水系统，排除雨水的系统称为
20、雨水排水系统。水系统，排除雨水的系统称为雨水排水系统。根根据据排排除除雨雨水水的的方方式式不不同同，可可分分为为完完全全分分流流制制排排水水系系统统、不不完完全全分分流流制制排排水水系系统统和和半半分分流制排水系统。流制排水系统。完全分流制排水系统完全分流制排水系统不完全分流制排水系统不完全分流制排水系统工业企业中普通采用分流制排水系统工业企业中普通采用分流制排水系统工业废水和生活污水不宜混合；工业废水和生活污水不宜混合；不同工业废水之间也不宜混合。否那么会呵不同工业废水之间也不宜混合。否那么会呵斥污水和污泥处置的复杂化，以及给废水反斥污水和污泥处置的复杂化，以及给废水反复利用和回收有用物质呵
21、斥困难。复利用和回收有用物质呵斥困难。合理选择排水系统的体制，使城市和工业企合理选择排水系统的体制，使城市和工业企业排水系统规划和设计的重要内容，它不仅业排水系统规划和设计的重要内容，它不仅从根本上影响排水系统的设计、施工、维护从根本上影响排水系统的设计、施工、维护管理，而且对城市和工业企业的规划和环境管理，而且对城市和工业企业的规划和环境维护影响深远，同时也影响排水系统的建立维护影响深远，同时也影响排水系统的建立投资费用和运转管理费用。投资费用和运转管理费用。合流制和分流制的比较：合流制和分流制的比较：环保方面：全部截流式合流制对环境的污染最小；部环保方面：全部截流式合流制对环境的污染最小；
22、部分截留式合流制雨天时部分污水溢流入水体，呵斥污分截留式合流制雨天时部分污水溢流入水体，呵斥污染；分流制在降雨初期有污染。染；分流制在降雨初期有污染。造价方面：合流制管道比完全分流制可节省投资造价方面：合流制管道比完全分流制可节省投资20%40%， 但合流制泵站和污水处置厂投资要高于但合流制泵站和污水处置厂投资要高于分流制，总造价看，完全分流制高于合流制。而采用分流制，总造价看，完全分流制高于合流制。而采用不完全分流制，初期投资少、见效快，在新建地域适不完全分流制，初期投资少、见效快，在新建地域适于采用。于采用。维护管理：合流制污水厂维护管理复杂。分流制罐内维护管理：合流制污水厂维护管理复杂。分流制罐内流速稳定，污水厂易于控制。流速稳定，污水厂易于控制。 排水体制的选择排水体制的选择GBJ14-87明确规定：明确规定： 排水体制的选择，应根据城镇和工业企排水体制的选择，应根据城镇和工业企业规划、当地降雨情况和排放规范、原有排业规划、当地降雨情况和排放规范、原有排水设备、污水处置和利用情况、地形和水文水设备、污水处置和利用情况、地形和水文条件，综合思索确定。同一城镇的不同地域条件，综合思索确定。同一城镇的不同地域可采用不同的排水体制。新建地域的排水系可采用不同的排水体制。新建地域的排水系统宜采用分流制。统宜采用分流制。
